Elektronika w medycynie

Elektronika w medycynie
Pobierz PDF Download icon

Medycyna jest tą dyscypliną nauki, która nierozerwalnie kojarzy się ze specjalistycznym instrumentarium. Bez wspomagania przyrządami, jakie by one nie były, nie byłoby możliwe wykonanie nawet najprostszych zabiegów i operacji medycznych. Zanim pojawiła się elektronika radzono sobie różnymi, mniej lub bardziej wymyślnymi instrumentami mechanicznymi. O ile ułatwiały one pracę lekarzom, to nie przyczyniały się do rozwoju medycyny jako nauki. Stało się to możliwe dopiero po wprowadzeniu elektroniki.

Spis treści

Elektronika w gabinetach lekarskich

Elektroniczny sprzęt spotykany w gabinetach medycznych to najczęściej względnie proste przyrządy służące do pomiaru podstawowych parametrów, takich jak temperatura, tętno, ciśnienie krwi. Należy też wspomnieć, że coraz częściej parametry te są kontrolowane na bieżąco przez użytkowników zegarków naręcznych (smartwatch’y i zegarków sportowych). Rewolucja w pomiarach temperatury i ciśnienia krwi nastąpiła w chwili ogłoszenia zakazu używania instrumentów zawierających rtęć, a więc termometrów rtęciowych i klasycznych ciśnieniomierzy. Bardzo szybko pojawiły się przyrządy elektroniczne, które oprócz wyeliminowania szkodliwej substancji uprościły pomiar i na ogół zwiększyły dokładność.

Fotografia 4. Termometr bezdotykowy

Coraz większą popularnością cieszą się termometry bezdotykowe (fotografia 4), jednak jak to zwykle bywa w przypadku nowości, mają one zarówno szerokie grono entuzjastów, jak i przeciwników. Przeciwnicy zarzucają przede wszystkim małą powtarzalność pomiarów, często kwestionują też dokładność. Tymczasem większość problemów wiąże się, jak zwykle, z nieprzeczytaniem instrukcji obsługi lub niedoczytaniem zawartych w niej informacji. Okazuje się, że do zapewnienia deklarowanych parametrów przyrządu wymagane jest dość ścisłe przestrzeganie warunków opisanych w dokumentacji. Na przykład, jeśli producent zadeklarował konieczność kierowania pomiarowej wiązki podczerwonej na skroń, to nie powinno się mierzyć temperatury na czole, albo pod pachą.

Mierząc temperaturę na czole należy bezwzględnie pamiętać o odsłonięciu włosów, gdyż stanowią one bardzo dobrą warstwę izolacyjną mogącą zakłócić wynik nawet o kilka stopni. Konieczne jest też utrzymywanie termometru w stabilnych warunkach temperaturowych przed i w trakcie wykonywania pomiaru. Nawet niewielki przeciąg w pomieszczeniu może niekorzystnie wpłynąć na wyniki pomiaru. Nie mniej istotne jest utrzymanie określonej w przepisach odległości termometru od ciała w trakcie pomiaru. Nie wypada już nawet wspominać o zachowaniu dbałości o czystość przyrządu i o dobry stan baterii zasilających.

Fotografia 5. Pulsoksymetr

Obecnie, w dobie pandemii COVID-19 pomiar temperatury ciała jest pierwszym, jaki wykonuje się w celach diagnostycznych. Od prawidłowości wyniku mogą zależeć dalsze metody postępowania. Drugim objawem charakterystycznym dla tej choroby są problemy oddechowe, z czym związane jest obniżone nasycenie krwi tlenem – saturacja. Zanim osoba chora zacznie je wyraźnie odczuwać, może je zdiagnozować nawet we własnym zakresie przez nieinwazyjny pomiar saturacji krwi. Służą do tego miniaturowe pulsoksymetry (fotografia 5), które stają się już tak popularne, jak termometry elektroniczne i można je nawet kupić w aptece.

Do pomiaru saturacji krwi wykorzystywane są dwie wiązki: czerwona i podczerwona. Pierwsza z nich jest stała, druga natomiast jest pulsująca. Światło jest pochłaniane przez hemoglobinę wykazującą zdolność pochłaniania zależną od stopnia wysycenia krwi tlenem. Na podstawie pomiarów natężenia obu wiązek docierających do detektorów znajdujących się po drugiej stronie klipsu zakładanego na palec, obliczany jest procentowy stopień saturacji. Prawidłowe wartości powinny zawierać się w przedziale 95...99%. Dodatkową korzyścią pomiaru saturacji jest informacja o tętnie.

W gabinecie lekarskim nie brakuje zwykle również miernika ciśnienia krwi. Czy są to takie same przyrządy, jak te które użytkują indywidualnie pacjenci w domach? Tu ocieramy się o zagadnienie dużo poważniejsze niż można by sądzić. Okazuje się, że dość dużym problemem jest tzw. nadciśnienie „białego fartucha”. Każdy, kto choć raz miał mierzone ciśnienie przez lekarza w gabinecie wie o co chodzi. Taki pomiar jest dość stresujący, gdyż zwykle zdajemy sobie sprawę z konsekwencji niekorzystnego wyniku. Już sama myśl o tym, jaki on będzie podnosi w sposób niekontrolowany ciśnienie u pacjenta, i to w stopniu zauważalnym.

Pomiar w gabinecie lekarskim jest dokonywany w przypadkowej porze dnia, często bez zachowania odpowiednich warunków (zapewnienie kilkuminutowej ciszy i spokoju przed badaniem). Nie uwzględnia dobowych wahań ciśnienia. Stosując tylko taką metodykę bez innych kroków, dość trudne może być diagnozowanie chorób związanych z nadciśnieniem tętniczym. Szacuje się, że nadciśnienie „białego fartucha” obejmuje ok. 20 procent pacjentów, u których pomiary gabinetowe wykazały przekroczenie prawidłowych wartości.

Nowym podejściem w badaniu ciśnienia krwi jest ABMP (ambulatory blood pressure monitoring) oznaczającym automatyczny pomiar ciśnienia bez kontaktu z lekarzem.

Fotografia 6. Całodobowy monitor ciśnienia krwi (źródło: https://bit.ly/32xGMJ1)

Mimo to, pomiar ABMP nie likwiduje w pełni stresu u pacjenta i nadal uzyskany wynik chociaż lepszy niż uzyskany metodą tradycyjną (z udziałem lekarza) może nie być w pełni wiarygodny. Jeszcze lepsza metoda polega na całodobowym monitorowaniu ciśnienia. Wymaga to jednak zupełnie innego rodzaju oprzyrządowania. Przykład takiego miernika pokazano na fotografii 6. Miernik ten odznacza się wieloma zaletami. Jak widać pomiar odbywa się bez użycia fartucha, co umożliwia rejestrację parametrów bez nadmiernego ograniczania ruchowego pacjenta. Oprócz pomiaru skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi dodatkową korzyścią jest 3-kanałowe badanie holterowskie, aktygrafia, badanie bezdechów sennych i oznaczanie PWV – wskaźnika sztywności naczyń.

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
grudzień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów